Samenvatting biologie H4 cel en leven Paragraaf 4.1 Een organel is een deel van een cel met een bepaalde functie. Eencelligen staan met hun hele oppervlak in direct contact met de omgeving waarmee ze stoffen uitwisselen. Meercellige organismen staan niet met alle cellen direct in contact met hun buitenomgeving. Naarmate organismen groter zijn, is de verhouding oppervlak-volume kleiner. De volume toename is een x3 en de oppervlaktoename is een x2. Wanneer dieren groeien, neemt hun volume sterker toe (x3) dan hun uitwendig oppervlak (x2). Celdifferentiatie is de ontwikkeling van een embryo en het ontstaan van cellen die verschillen in grootte, vorm en functie. Gedifferentieerde cellen verschillen ook in eiwitten die ze maken. Groepen cellen met dezelfde bouw en functie vormen samen een weefsel. Zenuwweefsel geeft seintjes aan het spierweefsel om samen te trekken; bindweefsel laat het samengetrokken spierweefsel weer ontspannen. Organen zijn gevorm uit verschillende weefsels. Organen hebben binnen het organisme gespecialiseerde taken. Insuline is een hormoon dat het glucosegehalte in het bloed verlaagt. Door insuline nemen cellen glucose op uit het bloed. Zonder insuline is de opname van suiker verstoord en voelt de patiënt zich ziek. Stamcellen zijn ongedifferentieerde cellen die kunnen blijven delen. Je hebt: - Embryo’s, embryonale stamcellen kunnen in principe differentiëren tot elk gewenst type cel. Navelstreng, stamcellen uit de navelstreng lijken al sterk op volwassen stamcellen. Zij kunnen niet meer tot elk type cel uitgroeien. Volwassen organen, volwassen stamcellen zijn te beïnvloeden dat ze veranderen in cellen met een bepaalde functie, zoals het maken van insuline. Paragraaf 4.2 De bouwstenen voor eiwitten zijn aminozuren. Je voedsel bevat plantaardige en dierlijke eiwitten. Ze vormen de grondstoffen om je lichaamseigen eiwitten te vormen. Eiwit productie begint in de celkern. De bouwinstructies voor het maken van eiwitten door de cel liggen opgeslagen in het DNA. Het productieproces start, wanneer de cel een kopietje maakt van het stukje DNA met de bouwinstructie voor een bepaald eiwit. Die kopie is in de vorm van een RNA-molecuul. De kern is, als extra bescherming voor het DNA, omgeven door het kernmembraan. In dit membraan zitten kernporiën. Het RNA-molecuul gaat via de kernporiën naar de ribosomen in het grondplasma (cytoplasma zonder organellen). Ribosomen zijn de organellen die de aminozuren aan elkaar koppelen. Zo ontstaat het juiste eiwit. Ribosomen liggen los in het grondplasma of zijn gebonden aan het endoplatisch reticulum (ER). Het ER is een netwerk van twee membranen. Het werkt als een trasportsysteem. Er is glad ER (zonder ribosomen) en ruw ER (met ribosomen). Ribosomen koppelen de aminozuren aaneen tot eiwitten. Die eiwitten krijgen via een nabewerking hun juiste structuur. Dat doen enzymen in de tussenruimte van het rum ER. Verpakt in transportblaasjes, gemaakt van ER-membraan gaan ze, voor verdere afwerking, naar het Golgi-systeem. Daarna in blaasjes naar het celmembraan en dan de cel uit. Aminozuren celkern met DNA bouwinstructie naar RNA-molecuul RNAmolecuul via kernporiën naar ribosomen ribosomen koppelen de aminozuren ribosomen binden aan ER transportblaasjes naar Golgi-systeem blaasjes naar het celmembraan cel uit. Glad ER vormt fosfolipiden (vetachtige stoffen voor celmembranen) en steroïde hormonen (in testis en eierstokken). In spieren is glad ER een opslagplaats voor calciumionen. In levercellen speelt glad ER een rol bij het ontgiften van drugs en alcohol. Een Golgi-systeem bestaat uit een stapel platte schijven, gevormd uit membranen. De blaasjes met eiwitten versmelten met de membranen. Hierdoor komen de eiwitten het Golgisysteem in. De eiwitten krijgen de laatste aanpassingen, pas daarna kunnen ze werkzaam zijn. Daarna kunnen de eiwitten naar de juiste plek. De energie die de cellen gebruiken is ATP. ATP is een molecuul waarin je cel energie opslaat. De cel kan die energie vrijmaken waar en wanneer dat nodig is. De mitochondriën laden de ATP weer op. Ze zijn te herkennen aan hun staafvormige tot ronde vorm met een sterk opgevouwen binnen membraan en een glad buitenmembraan. Het afbreken van versleten organellen gebeurd door lysosomen. Een lysosoom is een blaasje met enzymen. De enzymen breken versleten organellen af. Lysosomen spelen ook een rol bij het afbreken van moleculen die de cel opneemt via endocytose. In witte bloedcellen breken ze opgenomen bacteriën af. Het celskelet is een netwerk van eiwitdraden. Het geeft cellen stevigheid. Centriolen komen alleen in dierlijke cellen voor. Ze hebben de vorm van een cilinder. Centriolen spelen een rol bij de celdeling. Chloroplasten zijn organellen die allen zijn voor planten en enkele eencelligen. In chloroplasten vindt de fotosynthese plaats. Chloroplasten geven bladeren en stengels een groene kleur. Als het een andere kleur heeft, zijn het chromoplasten. Korrels zonder kleur heten amyloplasten. Deze 3 zijn plastiden. Een vacuole is een plek in een plantencel gevuld met water en omgeven door een membraan. Vacuolevocht bevat verschillende opgeloste stoffen. Jonge plantencellen hebben meerdere vacuolen. Door veel water op te nemen groeien de cellen vooral in de lengte en ontstaat een grote centrale vacuole: groei door celstrekking. Organel Celkern Ribosoom ER Golgi-systeem Chromoplast Amyloplast Chloroplast Vacuole Mitochondriën Lysosoom Celskelet Centrosoom Celwand Celmembraan Taak Draaiboek voor aanmaak eiwitten Vormt eiwitten Bewerkt eiwitten / transport Bewerkt eiwitten / transport Geeft kleur Opslag zetmeel Lichtopvang fotosynthese Opgeloste stoffen opslaan Energiecentrale Breekt organellen af Geeft stevigheid / vorm Speelt een rol bij celdeling Geeft stevigheid (turgor) / vorm Voorkomt het willekeurig uitwisselen van stoffen Paragraaf 4.3 Celmembranen bestaan uit een dubbellaag van fosfolipiden (vetachtige stoffen) met eiwitten en cholesterol. Hydrofoob is waterafstotend. Hydrofiel is water aantrekkend. Het water bevindt zich zowel aan de binnen- als aan de buitenzijde van het membraan. Aan de buitenkant van het membraan steken koolhydraatketens uit. Dat zijn receptoren. Stoffen uit de omgeving van de cel koppelen zich aan receptoren. Receptoren verschillen per celtype. Diffusie is het bewegen van kleine moleculen tussen de fosfolipidemoleculen van het membraan. Hoe hoger de temperatuur, des te sneller de verplaatsing. Diffusie kun je goed meten. Diffusie is een vorm van passief transport. Het kost de cel geen extra energie. Grote moleculen kunnen niet door de fosfolipide laag heen. Vetachtige stoffen, kunnen dat wel. Veel stoffen moeten dan ook gebruikmaken van speciale eiwitpoort in het ceelmembraan. Transport via deze eiwitpoorten heet gefaciliteerd transport. Het is een vorm van diffusie. Het is daarom ook passief transport. Voor transport tegen de concentratierichting in, is wel extra energie nodig, actief transport. Het gebeurt met hulp van speciale transportenzymen in het celmembraan. Passief transport door een membraan gaat via: - Diffusie Eiwitpoorten, gefaciliteerd transport Eiwitpoorten, osmose Osmose is transport van water via een membraan. Passief transport kan door het openen en sluiten van eiwitpoort sterk variëren. Celmembranen zijn daardoor selectief-permeabel, dat is als bepaalde stoffen niet worden binnengelaten en andere wel. De osmotische waarde geeft aan hoeveel opgeloste stoffen aanwezig zijn in een bepaalde vloeistof. Oplossingen met een gelijke concentratie zijn isotonisch. Een oplossing met een hogere concentratie opgeloste stoffen is hypertonisch ten opzichte van een hypotonische oplossing die een lagere concentratie opgeloste stoffen heeft. Celwanden zijn permeabel. Plantencellen kunnen niet uiteen barsten door wateropname. De inhoud van de cel komt onder druk en duwt tegen de celwand. Dit heet turgor. Als het celmembraan loslaat van de celwand heet dit grensplasmolyse. Je spreekt van plasmolyse wanneer er ruimte is tussen celmembraan en celwand. Membranen bevatten transportenzymen. Deze enzymen transporteren actief moleculen door het celmembraan. Het molecuul bindt zich aan het enzym. ATPmoleculen leveren de energie voor deze vorm van transport. Wanneer materiaal wordt opgenomen doordat de celmembraan instulpt en een blaasje vormt, spreekt men van endocytose. Exocytose is het uit- of afscheiding van stoffen uit de cel door middel van blaasjes, die met het celmembraan versmelten. Paragraaf 4.4 Een nucleotide is de bouwsteen van het DNA, opgebouwd uit een suiker, een fosfaatgroep en een stikstofbase. De stikstofbasen komen steeds in koppels voor: A-T en C-G. Een DNA-triplet zijn drie opeenvolgende stikstofbasen. Een triplet in het DNA vormt de code voor een aminozuur. Het aflezen van DNA start altijd bij het startcodon TAC en eindigt bij een stopcodon (ATT, ATC, ACT). Een complete codezin met de informatie om een eiwit te maken heet een gen. RNA bestaat uit een enkele streng nucleotiden. In plaats van thymine (T)(DNA) bevat het uracil (U). in plaats van de suiker deoxyribose (DNA) bevat het de suiker ribose. Ribosomen lezen de code van het RNA-afschrift van het gen en koppelen op grond van deze code aminozuren aaneen tot een polypeptide. Het RNA-molecuul laat los en gaat via de kernporiën naar buiten. Ribosomen lezen de code van het RNA-afschrift van het gen en koppelen op grond van deze code aminozuren aaneen tot een polypeptide. Een celcyclus bestaat uit de interfase (G1, S, G2fase) en de mitose (M-fase). In de S-fase vindt DNAverdubbeling plaats. Tijdens de M-fase splitsen chromosomen in twee identieke chromatiden. Van elk chromosoom komt een chromatide in de ene en een chromatide in een andere nieuw te vormen kern terecht. Mitose / M-fase: - Profase, chromosomen spiraliseren nog verder Metafase, chromosomen liggen in het equatorvlak Anafase, door splitsing ontstaan uit de dubbele chromosomen enkele chromosomen Telofase, om elk set chromosomen komt een kernmembraan: er zijn twee kernen ontstaan Paragraaf 4.5 Alle cellen van een organisme hebben hetzelfde DNA. Het aan- of uitzetten van genen gebeurt door eiwitten. De genen die deze eiwitten coderen heten regelgenen. Zij regelen dat sommige stukken DNA actief zijn en andere niet. Regelgenen leggen functies van cellen vast, ook van de nieuw te vormen cellen. Het is voor een organisme van levensbelang dat cellen de genetische informatie in het DNA bij een celdeling exact aan dochtercellen doorgeven. Bij het kopiëren van het DNA in de S-fase kunnen er fouten optreden. Het eiwit p53 regelt de duur van de g1-fase, zodat cellen kopieerfouten kunnen herstellen voor het begin van de S-fase. Lukt dat niet, dan gaat de cel dood (apoptose). Overmatige celdeling kan leiden tot een tumor. Een tumor is een gezwel, je hebt goedaardige en kwaadaardige. Alle cellen die door deling uit deze cel ontstaan krijgen dezelfde mutaties. Het uitzaaien van kwaadaardige cellen heet metastaseren. Behandelingen van kanker zijn onder andere chirurgie, bestraling en chemotherapie.